Spleißen (Biologie)
Das RNA-Spleißen ist ein Stadium der Gentranskription. Die Boten-RNA (mRNA), die den Code von der DNA auf Proteine überträgt, wird in zwei Stufen aufgebaut.
In der ersten Stufe wird jedes Gen in eine Prä-mRNA übersetzt. Dann werden die Exons in den pre-mRNAs durch Spleißen verbunden, was in den Spleißosomen geschieht.
Dies ist notwendig, weil das Gen in kodierende Abschnitte, Exons genannt, und nicht-kodierende Abschnitte, Introns genannt, aufgeteilt ist. Die Exons werden durch Spleißen zusammengebracht.
In der Molekularbiologie ist das Spleißen also ein Prozess, bei dem Introns entfernt und Exons verbunden werden. Dadurch entsteht die endgültige mRNA. Diese Boten-RNA wird dann verwendet, um durch Translation ein korrektes Protein herzustellen.
Einfache Darstellung von Exons und Introns in der prä-mRNA und die Bildung von reifer mRNA durch Spleißen. Die UTRs sind nicht-kodierende Teile von Exons an den Enden der mRNA.
Alternatives Spleißen
In vielen Fällen erzeugt der Spleißprozeß eine Reihe von einzigartigen Proteinen, indem die Exon-Zusammensetzung derselben Boten-RNA variiert wird. Dieses Phänomen wird alternatives Spleißen genannt. Alternatives Spleißen kann auf viele Arten erfolgen. Exons können verlängert oder geskippt werden, oder Introns können erhalten bleiben.
Eukaryoten vs. Prokaryoten
Spleißen kommt in allen Reichen oder Lebensbereichen vor, jedoch können Ausmaß und Art des Spleißens zwischen den großen Divisionen sehr unterschiedlich sein. Eukaryonten spleißen viele protein-kodierende Boten-RNAs und einige nicht-kodierende RNAs. Prokaryonten hingegen spleißen selten. Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass Prokaryonten völlig ohne Spleißosomen auskommen.
Entdeckung
Phillip Sharp und Richard Roberts wurden 1993 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckung der Introns und des Spleißverfahrens ausgezeichnet.
1977 zeigten Arbeiten der Labors von Sharp und Roberts, dass Gene höherer Organismen entlang des DNA-Moleküls "gespalten" sind oder in mehreren unterschiedlichen Segmenten vorhanden sind.
Die kodierenden Regionen des Gens werden durch nicht-kodierende DNA getrennt, die nicht an der Proteinexpression beteiligt ist. Die nicht-kodierenden Regionen, die Introns, werden in einem von Sharp als "Spleißen" bezeichneten Prozess von den Vorläufer-mRNAs abgeschnitten. Es wurde festgestellt, dass die gespaltene Genstruktur den meisten eukaryotischen Genen gemeinsam ist.
Fragen und Antworten
F: Was ist RNA-Spleißen?
A: RNA-Spleißen ist der Prozess des Entfernens von Introns und des Zusammenfügens von Exons in der prä-mRNA, um eine endgültige mRNA für die Proteinproduktion zu erzeugen.
F: Was ist der Zweck des RNA-Spleißens?
A: Der Zweck des RNA-Spleißens besteht darin, nicht-kodierende Abschnitte, so genannte Introns, zu entfernen und kodierende Abschnitte, so genannte Exons, zusammenzufügen, um eine endgültige mRNA zu erzeugen, die für die Proteinproduktion verwendet werden kann.
F: Was ist Boten-RNA?
A: Boten-RNA (mRNA) ist eine Art von RNA, die den genetischen Code von der DNA auf Proteine überträgt.
F: Wie viele Stufen gibt es bei der Bildung von Boten-RNA?
A: Der Aufbau der Boten-RNA erfolgt in zwei Schritten.
F: Was geschieht in der ersten Phase der Bildung von Boten-RNA?
A: In der ersten Phase der Bildung von Boten-RNA wird jedes Gen in eine pre-mRNA übersetzt.
F: Was sind Spleißosomen?
A: Spleißosomen sind zelluläre Maschinen, die das RNA-Spleißen durchführen, indem sie Introns entfernen und Exons in der prä-mRNA zusammenfügen.
F: Wie wird ein korrektes Protein aus Boten-RNA hergestellt?
A: Ein korrektes Protein wird aus Boten-RNA durch den Prozess der Translation hergestellt, bei dem der genetische Code in der mRNA verwendet wird, um Aminosäuren zu einem Protein zusammenzusetzen.
